一種油管自動排放機械臂的製作方法

2023-04-23 00:34:31 2

本發明涉及油管排放技術，具體地說是一種油管自動排放機械臂。

背景技術：

國內廣泛採用的油水井修井作業方式是井口工進行井口的吊卡搬抬等工序的操作，場地工進行油管的排放工作。其中，在油管排放過程中，工人需要在油管排及油管凳子之間搬抬油管，並在油管排上滾油管，油管排放不整齊時還需要抽拉油管，工序繁瑣，工人勞動量大，容易造成工人的人身傷害。

國內修井作業的機械化比過去有了很大的進步，如拆裝、搬運已實現了吊、裝、運的一體化。在起下作業方面已有通井機(修井機)、液壓油管鉗和半自動吊卡等，這些機械化配套設備和裝置的出現，對提高起下作業效率，減輕工人勞動強度，起到了較好的作用。

為了實現油管的自動排放，國內外進行了相關技術研究。首先，合理設置油管軌道，使油管依靠重力沿著軌道滾動是研究最早，也是最多的一種方式。大慶石油學院的譚雲等分析了修井起下作業中的油管機械化排放問題(石油機械，1997年，第25卷，第3期)，介紹了一種通過油管接送裝置和傾斜的管排利用重力原理進行油管排放的裝置；中國石油大學(華東)2006年王路林的碩士論文《自動化起下油管作業控制系統研究》中也涉及一種管排傾斜進行油管排放的裝置；專利號為ZL201420018526.8、ZL201420018597.8分寫介紹了依靠管排的傾斜進行排管的裝置，其具體實施形式有所區別；專利號為US4604724、US7736119均介紹了一種油管輸送裝置及依靠液壓缸舉升管排，利用重力進行排管的裝置。但是，依靠重力進行排管的裝置，存在如下問題：①油管滾動的過程中無外力幹預，容易出現滾偏、滾斜的問題，可靠性差；②在油管的起、下兩個過程中，油管排的傾斜方向需要調整，在此過程中油管可控性低，易出現意外事故。

遼河油田的戴長生等設計了一種油管機械化拉排裝置(油氣井測試，2007年，第16卷，增刊)，該裝置採用鋼絲繩拖動油管，雖然實現了油管的機械化排放，但該裝置現場安裝繁瑣，且整體尺寸較大，移動不方便，並未得到廣泛應用。

當前已有技術中，利用重力排管可控性差，鋼絲繩拖動油管排放時現場安裝繁瑣，油管的機械化、自動化排放方式存在諸多問題，導致自動化排管現場應用較少，缺乏一種準確性好，穩定性高，可以滿足現場排管需要的油管排放的方式及相關的裝置。

為此，為降低作業工人勞動強度，提高油管排放的效率和可靠性，發明了一種油管自動排放機械臂。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種油管自動排放機械臂，可代替人工進行油管的取放，降低作業工人勞動強度，提高作業效率和作業安全性，同時，有利於實現油管排放的自動化。

為了達成上述目的，本發明採用了如下技術方案，一種油管自動排放機械臂，包括絲杆、絲杆驅動裝置、蝸輪、滾輪、滾輪驅動裝置、底板、油管抓取手，所述絲杆與蝸輪嚙合，油管抓取手安裝於絲杆的底端，蝸輪與絲杆驅動裝置連接，所述絲杆驅動裝置安裝在底板上，底板安裝有滾輪並通過滾輪運行於運行軌道上，所述底板還設置有用來驅動滾輪的滾輪驅動裝置。

所述油管抓取手與地板之間還連接有反扭矩杆。

所述反扭矩杆下端與油管抓取手剛性連接，上端位於底板上的導向孔內，反扭矩杆與絲杆同步運動。

所述絲杆與油管抓取手之間為剛性連接。

所述油管抓取手採用電磁方式或機械方式，其形狀為V形，適合不同直徑的油管。

相較於現有技術，本發明具有以下有益效果：

結構簡單，佔地面積小，安裝、調試方便；實現排放的自動化，大大降低工人勞動強度；軌道、絲槓等剛性部件組成機械臂，結構簡單，準確控制位移；反扭矩梁會保證油管抓手與油管平行。V形油管抓取手，可以抓取不同直徑的油管。

附圖說明

圖1為本發明的一種油管自動排放機械臂的結構示意圖。

圖中，1-運行軌道，2-滾輪，3-絲杆驅動裝置，4-渦輪，5-絲杆，6-反扭矩杆，7-滾輪驅動裝置，8-底板，9油管抓取手。

具體實施方式

有關本發明的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制。

根據圖1所示，油管自動排放機械臂由運動軌道1，滾輪2，絲槓驅動裝置3，渦輪4，絲杆5，反扭矩杆6，滾輪驅動裝置7，底板8和油管抓取手9組成。運動軌道1架設在油管排的上方，垂直於油管排放的方向放置。滾輪2在滾輪驅動裝置7的驅動下可沿軌道1前後滑動，帶動油管抓取臂沿著油管排前後移動，實現油管在油管排上的移動。絲杆驅動裝置3帶動渦輪4旋轉，渦輪4驅動絲杆5沿著其軸線方向上下運動，絲槓5是不轉的，絲杆5的下端安裝有油管抓取手9，油管抓取手9跟隨絲杆上下運動，所述絲杆與油管抓取手之間為剛性連接。實現油管在不同高度油管排的排放。油管抓取手9可以為多種形式的結構，如電磁方式或機械方式，其形狀為V形，可以適合不同直徑的油管。反扭矩杆6用於抵消絲杆旋轉時對油管抓取手9產生的扭力，從而保證油管抓取手9與油管排一直處於平行狀態。

排放油管時，滾輪驅動裝置7帶動滾輪2沿運行軌道1移至油管進來的一側，絲槓驅動裝置3帶動絲槓5上下運動將油管抓取手9調整至油管高度，抓取手9抓緊油管。絲槓驅動裝置3帶動絲槓5上移避開已有的油管，滾輪驅動裝置7帶動滾輪2沿軌道1運動至合適位置，絲槓驅動裝置3將絲槓5下放至可順序放置油管的位置，油管抓取手9鬆開，將油管放至管排上。爾後，重複上述過程，完成多根油管的順序排放。

需要從管排上取出油管時，滾輪驅動裝置7帶動滾輪2沿運行軌道1移至需要抓取的單根油管上方，絲杆驅動裝置3驅動絲杆5向下運動至油管所在高度，油管抓取手9抓住油管。絲槓驅動裝置3驅動絲槓5向上運動至合適高度，滾輪驅動裝置7帶動滾輪2沿運行軌道1移至管排的外側，絲槓驅動裝置3驅動絲槓5運動至合適位置，油管抓手9放開油管，油管被取走。爾後，重複上述過程，將多根油管順序取出。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，非用以限定本發明的專利範圍，其他運用本發明的專利精神的等效變化，均應俱屬本發明的專利範圍。